SEMNA V:
AGLOMERANTES
“Año de la Inversión para el
Desarrollo Rural y la
Seguridad Alimentaria ”
UNIVERSIDAD
ALAS PERUANAS
Facultad
de Ingeniería y Arquitectura
Escuela
Académica Profesional de Ingeniería Civil
Filial - La Merced
AGLOMERANTES
PROFESOR: REYNALDO SUAREZ
LANDAURO
ALUMNO: Aguirre trinidad gilber
CURSO: TECNOLOGÍA DE MATERIALES
CICLO
:
IV
CHANCHAMAYO – 2014
MATERIALES AGLOMERANTES
Definición
La arcilla es
un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados
de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la
descomposición de rocas que contienen feldespato, como
el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que
contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.
Clasificación:
, se
pueden clasificar en:
·
Arcilla primaria: se utiliza esta denominación cuando el
yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó.
El caolín es la única arcilla primaria conocida.
·
Arcillas secundarias: son las que se han desplazado después de su
formación, por fuerzas físicas o químicas. Se encuentran entre ellas el caolín
secundario, la arcilla refractaria, la arcilla de bola, el barro de
superficie y el gres.
Si
atendemos a la estructura de sus componentes, se distinguen las arcillas
filitenses y las arcillas fibrosas.
También se
pueden distinguir las arcillas de acuerdo a su plasticidad. Existen así las
arcillas plásticas (como la caolinítica) y las poco plásticas (como la
esméctica, que absorbe las grasas).
Por último, hay también las arcillas calcáreas, la arcilla con bloques
(arcilla, grava y bloques de piedra de las morrenas), la arcilla de
descalcificación y las arcillitas
¿Como usar la arcilla?
Definición
la arcilla
es utilizada para hacer objetos de alfarería, de uso cotidiano o
decorativo. Los diferentes tipos de arcilla, cuando se mezclan con diferentes
minerales y en diversas condiciones, son utilizadas para
producir loza, gres y porcelana. Dependiendo del contenido
mineral de la tierra, la arcilla, puede aparecer en varios colores, desde
un pálido gris a un oscuro rojo anaranjado. Un horno diseñado
específicamente para cocer arcilla es llamado horno de alfarero.
La
humanidad descubrió las útiles propiedades de la arcilla en
tiempos prehistóricos, y los recipientes más antiguos descubiertos son las
vasijas elaboradas con arcilla. También se utilizó, desde la prehistoria, para
construir edificaciones de tapial, adobe y
posteriormente ladrillo, elemento de construcción cuyo uso aún perdura y
es el más utilizado para hacer muros y paredes en el mundo moderno. La arcilla
fue utilizada en la antigüedad también como soporte
de escritura. Miles de años antes de Cristo, por cuenta de los sumerios en
la región mesopotámica, la escritura cuneiforme fue inscrita en
tablillas de arcilla.
La arcilla
cocida al fuego, la cerámica, es uno de los medios más baratos de producir
objetos de uso cotidiano, y una de las materias primas utilizada profusamente,
aun hoy en día. Ladrillos, vasijas, platos, objetos de arte, e
incluso sarcófagos o instrumentos musicales, tales como la ocarina,
fueron y son modelados con arcilla. La arcilla también se utiliza en muchos
procesos industriales, tales como la producción de cemento, elaboración de
papel, y obtención de sustancias de filtrado.
Los arqueólogos utilizan las
características magnéticas de la arcilla cocida encontrada en bases
de hogueras, hornos,
yeso:
Definición
Es el
producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra
pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se
deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el
producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo
amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de
yeso).
Proceso
de obtención del yeso:
La
fabricación del yeso consta de cuatro fases importantes:
1ºExtraccion
o arranque de piedra. Se extrae fácilmente con la ayuda de barrenos de pólvora
de mina. Según la situación del filón, la cantera puede ser a cielo abierto o
en galerías.
2ºFragmentacion
y trituración de la piedra de yeso. Para esto, se emplean molinos de martillos.
Se introducen en ellos la roca fragmentada y es triturada al golpeo de los
martillos. Se emplean también las machacadoras de mandíbula, que consisten en
una gruesa placa de acero fija y otra móvil, accionada por una biela-manivela.
La apertura de estas mandíbulas es graduable, con lo que se consigue una
granulometría diferente de la roca triturada.
3ºDeshidratacion
y cocción de la piedra. Primitivamente se realizaba formando montones de
piedras de yeso, en capas alternas de combustible y piedra, o, también,
colocándola en unos huecos en las laderas de los montes, y empleando, con
material de combustible, madera de los bosques próximos. El yeso así obtenido
contiene las cenizas del combustible y muchas impurezas, por lo que se llama
yeso negro; se emplea para construcciones no vistas.
Procedimientos
de cocción del yeso:
Actualmente
existen procedimientos para conseguir una perfecta cocción del aljez, sin
riesgo de que se mezclen impurezas. Entre ellos están:
*Sistema
de horno giratorio. El cuerpo principal de este horno esta formado por un
cilindro de palastro, de 8 a
12m de longitud y 1.50m de diámetro. Este cilindro se calienta exteriormente y,
por no estar revestido interiormente de material refractario, su perdida de
calor es ínfima. La piedra de yeso se introduce reducida al tamaño de la
gravilla fina, por lo que se evita una deshidratación rápida. El cilindro
tiene, interiormente soldada, una chapa en forma de hélice, que es la encargada
de ir sacando la piedra de yeso al exterior.
*Sistema
de caldera. Esta formado por una caldera de palastro, de diámetro aproximado a
dos metros, en cuyo interior giran unas paletas que hacen de amasadoras y
rascadoras. Esta caldera cubre la parte superior de un hogar, alimentado
normalmente con carbón de hulla.
La
masa de piedra de yeso, al ser calentada y mezclada, ofrece el aspecto de
hervir y, cuando el vapor a cesado, se da por terminada la operación de
cocción. Acabada esta, el material se trasvasa automáticamente a un silo,
situado junto a la caldera.
*Operación
de molienda. Es una fase cargada dificultades por la gran elasticidad de la
piedra de yeso característica esta que aumenta la cuantía económica de la
operación.
Para
realizarla, se emplean unos molinos formados por dos muelas de piedra,
colocadas en posición horizontal, sobre otra. Normalmente, la superior esta en
posición fija, y la inferior en posición móvil, para graduarla según el grado
de finura.
Este
sistema de molienda se completa con el tamizado a través de un cedazo de 144
mallas por centímetro cuadrado. Todo el material que pasa es envasado, y el
retenido se somete nuevamente a molienda.
Modernamente
hay instalaciones que efectúan la molienda y tamizado automáticamente,
basándose en separadores de aire, basado en la fuerza centrifuga.
Clasificación
de los yesos:
*Yeso
gris o negro. Se obtiene calcinando la piedra algez en contacto con los
combustibles. Los humos y las impurezas(cenizas, carbón, etc...), aparte de las
que lleva consigo la piedra de yeso(se emplea un algez con muchas impurezas),
ennegrecen el producto. La finura de molido es muy deficiente. Resulta el yeso
de peor calidad, por lo que solo se emplea en obras no vistas.
*Yeso
blanco. Se obtiene a partir de un algez con pequeñas proporciones de impurezas,
después de calcinado y vitrificado es finamente molido hasta el punto de no
quedar retenido mas de un 10% en un tamiz de dos décimas de mm. Es muy blanco y
en mortero se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores.
*Yeso
escayola. Es un yeso blanco de la mejor calidad, tanto en purezas como en
fineza del grano, no quedando retenido mas del 1%
En un
tamiz de 0.2 mm .
Dadas
sus características, la escayola se emplea en la fabricación de molduras y
placas para la formación de cielos razos, que a su vez suelen ir decoradas.
Ningún
tipo de yeso o escayola puede ser utilizado en exteriores por ser solubles en
agua. El yeso es el aglomerante artificial más antiguo fue utilizado por
egipcios, griegos y romanos.
*Yeso
hidráulico. Si, en la operación de cocción, se calienta la piedra de yeso hasta
una temperatura entre 800º y 1000º C, se producirá una disociación del sulfato
cálcico, y aparecerá cierta cantidad de cal que actúa como acelerador de
fraguado. Así se tiene un yeso que fragua debajo del agua, llamado yeso
hidráulico.
La
cocción de la piedra algez, para la obtención del yeso hidráulico, se realiza
en hornos verticales continuos, que consta de un cilindro revestido
interiormente de material refractario, que se carga en capas alternadas de
piedra de yeso y carbón de cok.
Características del yeso:
cal:
Definición
Es un
producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del
calor. Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen el óxido
de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco
y peso especifico de 3.4 kg ./dm.
Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con
desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y
arena se confecciona el mortero de cal o estupo, muy empleado en enfoscado de
exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimacion o pintado de
paredes y techos de edificios y cubiertas.
Obtención
de la cal:
Se
puede obtener mediante las fases siguientes:
1º. -
Extracción de la roca. El arranque de la piedra caliza puede realizarse a cielo
abierto o en galería y por distintos medios, según la disposición del frente.
Los bloques obtenidos se fragmentan para facilitar la cocción.
2º. -
Cocción o calcinación. El carbonato de calcio (CO2Ca), componente principal de
las calizas, al someterlo a la acción del calor se descompone en anhídrido
carbónico y oxido de calcio o cal viva, produciéndose la reacción química:
CO3Ca+calorCO2+OCa
Para
lograr la reacción de descomposición es necesario que la temperatura del horno
sea superior a 900ºC .
·
Tipo de hornos para la cocción:
·
Horno de campana.
·
Horno intermitente de cuba.
·
Horno continuo.
3º. -
Apagado de la cal. El oxido cálcico, o cal viva, no se puede emplear en la
construcción de forma directa: es necesario hidratarla. Para ello, se la pone
en contacto con el agua, operación que se llama apagado de la cal. Esta
operación se puede efectuar por uno de los métodos siguientes:
·
Por aspersión. Se extienden los
terrones de cal viva sobre una superficie plana; seguidamente, se les riega con
una cantidad de agua que oscile entre un 25% y un 50% con relación al peso; se
cubren con arpilleras o capas de arena, para que se efectúe un apagado lento y
completo. Y se obtiene cal en polvo.
·
Por inmersión. Se reducen los
terrones de cal al tamaño de grava. Esa grava se coloca en unos cestos de
mimbre o de otro material y se introducen en agua, durante 1 minuto
aproximadamente. A continuación, se vierten en un sitio preservado de
corrientes de aire, donde la cal se va convirtiendo en polvo, a medida que se
forma el apagado.
·
Por fusión. Se introducen los
terrones de cal en unos depósitos o recipientes que, a continuación, se llenan
de agua. Cuando se ha efectuado el apagado, se obtiene una pasta blanda y
untuosa, lo cual se cubre con una capa de arena para evitar su carbonatación.
Clases
de cal:
Las
rocas calizas casi nunca se encuentran puras (CO3Ca) en la naturaleza, sino que
van acompañadas de materias orgánicas, arcilla u óxidos, impurezas que, al no
volatilizarse en el proceso de calcinación, comunican a la cal distintas propiedades.
La proporción de estas impurezas produce distintos tipos de cal.
·
Cal aérea o grasa. Si la piedra
caliza es pura o tiene un contenido máximo en arcilla de un 5%, produce una
clase de cal muy blanca, que forma una pasta muy fina y untuosa cuando se apaga
·
Cal magra o ácida. Si la cal no
supera el 5% de la arcilla, pero contiene mas de un 10% de magnesia (Oxido de
magnesio, sustancia terrosa, ect.), se tiene una cal de características ácidas.
La pasta que se forma al mezclarla con agua es de color grisáceo. Esta cal no
se emplea en construcción, porque la pasta se disgrega al secarse.
4º
Materiales aglomerantes hidráulicos.-
Cemento.-
Definición
del cemento:
Es el
material aglomerante más importante de los empleados en la construcción. Se
presenta en estado de polvo, obtenido por cocción a 1550º C una mezcla de
piedra caliza y arcilla, con un porcentaje superior al 22% en contenido de
arcilla. Estas piedras, antes de ser trituradas y molidas, se calcinan en
hornos especiales, hasta un principio de fusión o vitrificación.
Proceso
de obtención del cemento:
La
piedra caliza en una proporción del 75% en peso, triturada y desecada, junto a
la arcilla en una proporción del 25% se muelen y mezclan homogéneamente en
molinos giratorios de bolas. El polvo así obtenido es almacenado en silos a la
espera de ser introducidos en un horno cilíndrico con el eje ligeramente
inclinado, calentado a 1600º C por ignición de carbón pulverizado, donde la
mezcla caliza arcilla, sufre sucesivamente un proceso de deshidratación, otro
de calcinación y por ultimo el de vitrificación. El producto vitrificado es
conducido, a la salida del horno a un molino-refrigerador en el que se obtiene
un producto sólido y pétreo conocido con el nombre de clinker, que junto a una
pequeña proporción o pequeña cantidad de yeso blanco o escayola es reducido a
un polvo muy fino, homogéneo y de tacto muy suave en molinos de bolas
giratorias, como es el cemento, que es almacenado en silos para su posterior
envasado y transporte.
Cemento
natural y sus clases:
El
cemento natural, llamado romano, atendiendo a su principio y fin de fraguado,
se divide en:
·
Cemento rápido. De aspecto y color
terroso, por su alto contenido en arcilla (del 26% al 40%), es un aglomerante
obtenido por trituración, cocción y reducción a polvo de margas calizas que, en
la fase de cocción, ha sido sometido a una temperatura entre 1000º y 2000º C.
El
principio de fraguado se origina entre los 3 y 5 minutos después de amasado, y
se termina antes de los 50 minutos.
Se
designa con las letras NR, seguidas de un número, que expresa la resistencia a
la compresión. Por ser la temperatura de cocción muy baja no llegan a formarse
algunos silicatos, por lo que resulta un aglomerante de baja resistencia
mecánica.
Normalmente,
con este tipo de cemento no se hace mortero, aunque admite una cierta cantidad
de arena. Se emplea en forma de pasta para usos similares a los del yeso, con
la ventaja de fraguar en ambientes húmedos y de resistir a las aguas, en
general.
·
Cemento lento. Es de color gris,
porque el contenido de arcillas de estas calizas esta comprendido entre el 21%
y el 25%.
El
fraguado se inicia transcurrido unos 30 minutos después de su amasado, y
termina después de varias horas.
Para
obtener esta clase de cemento, se calcinan las rocas calizas a una temperatura
comprendida entre 1200º y 1400ºC .
Se
designa con las letras NL, seguidas de un numero, que expresan su resistencia a
la compresión. El empleo de este tipo de cemento es cada vez mas reducido,
porque sus propiedades y características han sido superadas por los cementos
artificiales.
Cemento
artificial y sus clases:
Es el
que se obtiene mezclando piedra caliza con arcilla, en proporciones
convenientes; la mezcla obtenida se calcina en hornos giratorios, hasta su principio
de fusión (aprox. 1500ºC );
este producto llamado clinker, de color grisáceo-verdoso, se mezcla con otros
materiales diversos, según la clase de aglomerante que se desea obtener, y se
reduce a polvo.
·
Cemento Pórtland. Llamado así a su
color, semejante al de la piedra de las canteras inglesas de Pórtland, es un
conglomerante hidráulico, obtenido por la pulverización del clinker, y sin mas
adición que la piedra de yeso natural, en un porcentaje no superior al 5%, para
retrasar el fraguado de los silicatos y aluminatos anhidros, que forman el
clinker. Su color es gris, mas o menos oscuro, según la cantidad de oxido
férrico.
·
Denominación. Eventualmente puede
darse la denominación comercial del cemento Pórtland a aquel que, además de los
componentes principales, clinker y piedra de yeso, contenga otras adiciones no
nocivas, en proporción inferior al 10%, con objeto de mejorar algunas
cualidades.
Se
fabrican varias clases de cemento, las cuales se determinan con unas siglas,
compuestas de letras, que son las iniciales de su nombre y un numero indicador
de la resistencia mínima a la compresión, en kilogramos por centímetro
cuadrado, que, a los 28 días, debe alcanzar el mortero confeccionado con tres
partes de arena normal (97% de sílice, procedente de Segovia y de granulometría
fijada) y una de cemento.
cal
hidráulica:
Definición
Es una variante de la anterior (cal viva). El
porcentaje de arcilla en la roca caliza es superior al 5%, la cal que se
obtiene posee propiedades hidráulicas, aun manteniendo las propiedades de la
cal grasa. Por consiguiente, este tipo de cal puede fraguar y endurecer en el
aire y debajo del agua.
Escoria de alto horno: Material no metálico formado por silicatos y otras bases
producto de la fusión del hierro en un alto horno.
escoria: Materia residual de un alto horno
que se emplea como capa en la construcción de cubiertas, etc.
alto horno: Cuba vertical muy
prolongada destinada a reducir el mineral de hierro mediante coque y un
fundente con la ayuda de aire a presión inyectado.
¿materiales bituminosos?
son sustancias de color negro, sólidas
o viscosas, dúctiles, que se
ablandan por el calor y comprenden aquellos cuyo origen son los crudos
petrolíferos como también los obtenidos por la destilación destructiva de sustancias de origen carbonoso.
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